JPH1065073A - Heat sink manufacturing device and method - Google Patents
Heat sink manufacturing device and methodInfo
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- JPH1065073A JPH1065073A JP21581496A JP21581496A JPH1065073A JP H1065073 A JPH1065073 A JP H1065073A JP 21581496 A JP21581496 A JP 21581496A JP 21581496 A JP21581496 A JP 21581496A JP H1065073 A JPH1065073 A JP H1065073A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明に属する技術分野】本発明は、鋳ぐるみにより、
取付モジュールとプレートフィンとの材質を同一又は異
種材にて放熱性を優れたものにでき、成形取り出しが容
易にでき、溶湯としての取付モジュールの周囲冷却を防
止して均一凝固を可能とし、さらに前記取付モジュール
への巣又は気泡発生を防止できるヒートシンク製造装置
及びその製造法に関する。TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to
The same or different materials can be used for the mounting module and the plate fin to make it excellent in heat dissipation, easy to remove by molding, prevent cooling around the mounting module as molten metal, and enable uniform solidification. The present invention relates to a heat sink manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof that can prevent nests or bubbles from being generated on the mounting module.
【０００２】[0002]
【従来技術】ＣＰＵ，ＭＰＵ等のＬＳＩ（高密度集積回
路）において、熱的性能が部品の信頼度あるいは寿命に
影響し、温度上昇がその寿命，高速性等に大きく影響さ
れる。ＬＳＩが高密度集積化および高速化されるのに伴
い、それから発生する熱量が増大し、強制冷却できるも
のが必須となっている。また、ヒートパイプにおいて
も、強制冷却手段が必要とされている。そのような状況
下において、ピンフィン付き又はプレートフィン付きの
ヒートシンクとして、空冷構造のものがあり、ＬＳＩ箇
所を個別的に放熱でき、さらに、液体による冷却構造と
は異なり、液漏れ等もなく故障もなく、簡易な構造で、
安全性、信頼性の著しく高いものである。このようなピ
ンフィン付き又はプレートフィン付きのヒートシンクで
は、放熱性能において低いという問題がある。2. Description of the Related Art In LSIs (high-density integrated circuits) such as CPUs and MPUs, the thermal performance affects the reliability or life of components, and the rise in temperature is greatly affected by the life, high speed, and the like. As LSIs have been integrated at higher densities and operated at higher speeds, the amount of heat generated therefrom has increased, and it has become essential to be able to perform forced cooling. Also in the heat pipe, forced cooling means is required. Under such circumstances, as a heat sink with a pin fin or a plate fin, there is an air-cooled structure, which can individually radiate heat at an LSI part. Further, unlike a liquid-cooled structure, there is no liquid leakage or failure. Without a simple structure,
It is extremely safe and reliable. Such a heat sink with a pin fin or a plate fin has a problem in that the heat radiation performance is low.
【０００３】これを解決して放熱性能を高めるには、具
体的には、多数設けたピンフィンの直径を小さくした
り、或いは多数並列したプレートフィンの肉厚を薄くす
る程良いと研究されている。そこで、当該出願人は、特
願平７−３３８９３７号において、プレートフィンの肉
厚を１mm以下と薄くしても、ピンホール等が一切存在し
ない整然としたプレートフィンを製造できる発明を研究
・開発した。さらに、鋳ぐるみ製造において、取付モジ
ュール箇所の気泡の除去や密度の維持のために溶湯を加
圧することも開発している。In order to solve this problem and improve the heat radiation performance, specifically, it has been studied that it is better to reduce the diameter of a large number of pin fins or to reduce the thickness of a large number of parallel plate fins. . In view of this, the present applicant has researched and developed an invention in Japanese Patent Application No. 7-338937, which is capable of manufacturing an orderly plate fin having no pinholes even if the thickness of the plate fin is reduced to 1 mm or less. . In addition, in the production of inserts, we are developing to pressurize the molten metal to remove air bubbles and maintain the density of the mounting module.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、取付モジュ
ールの製造箇所に種々の問題点が発生している。即ち、
加圧パンチで溶融金属を溶湯加工する際、（１）加圧パ
ンチ１３とホルダー１１のすき間が大きい場合、溶湯が
それらすき間から逃げ、所定の圧力伝達ができず、健全
な鋳ぐるみ品が得られなかった。更に、加工パンチ１３
に抱きついた鋳物の除去には相当な工数を要する問題が
あった（図１０参照）。また、（２）加圧パンチ１３と
ホルダー１１のすき間が小さい（湯が入り込まない距
離）場合、溶湯Ｃ0 が、型，パンチ，ホルダーに各々接
触した瞬間、界面部に凝固膜を形成し、型内は、溶湯Ｃ
0 が巻き込んだ空気又は気泡ａが逃げられない閉じられ
た状態となるため、鋳物中に内圧をもった巣ｂが多数存
在する問題があった（図１１参照）。However, there are various problems at the place where the mounting module is manufactured. That is,
When the molten metal is processed by the pressure punch, (1) if the gap between the pressure punch 13 and the holder 11 is large, the molten metal escapes from the gap, and a predetermined pressure cannot be transmitted, and a sound cast-in product is obtained. I couldn't. Further, the processing punch 13
There was a problem that a considerable number of man-hours were required to remove the castings entangled in (2) (see FIG. 10). (2) When the gap between the pressure punch 13 and the holder 11 is small (distance where the hot water does not enter), a solidified film is formed at the interface at the moment when the molten metal C 0 comes into contact with the mold, the punch and the holder, respectively. Inside the mold is molten metal C
Since 0 is in a closed state in which air or bubbles a entrained cannot escape, there is a problem that a large number of nests b having an internal pressure exist in the casting (see FIG. 11).
【０００５】また、加圧パンチ１３とホルダー１１のす
き間に湯あるいは酸化物が微量でも入り込んだ場合、カ
ジリｄとなって加圧パンチ１３とホルダー１１を損傷さ
せる問題があった（図１１参照）。さらに、溶湯Ｃ0 は
ホルダー１１の接触部より凝固が始まり、先に固化する
ため、中央部の未凝固部ｅを加工することができなくな
り、中央部に凝固によるヒケ巣ｆが発生する問題があっ
た。加圧パンチ１３を段付形状にしたり、加圧パンチ１
３の中央部を可動できる２段パンチ１４を形成しても、
改善できなかった（図１２）。Further, when a small amount of hot water or oxide enters the gap between the pressure punch 13 and the holder 11, there is a problem that it forms galling d and damages the pressure punch 13 and the holder 11 (see FIG. 11). . Further, the molten metal C 0 starts to solidify from the contact portion of the holder 11 and solidifies first, so that the unsolidified portion e in the central portion cannot be processed, and the sink f due to solidification in the central portion occurs. there were. The pressing punch 13 may be formed in a stepped shape, or the pressing punch 1
Even if the two-stage punch 14 that can move the central part of the third is formed,
It could not be improved (FIG. 12).
【０００６】以上のように、溶湯加圧時に溶湯が型と加
圧パンチのすき間に浸入することで成形後のヒートシン
クの取りだしを困難にしているため、この状況の改善が
第１の目的である。また、溶湯への加圧に対して、型の
周囲の壁による冷却での硬化が加圧を阻害するのを防止
することが第２の目的である。そして、気泡等を吸収す
る手段を備えることにより、ベース部なる取付モジュー
ルの気泡混在部分を排除し、混在部分の除去加工を減少
させることが第３の目的である。[0006] As described above, since the molten metal penetrates into the gap between the mold and the pressure punch when the molten metal is pressurized, making it difficult to remove the heat sink after molding, the first object is to improve this situation. . It is a second object of the present invention to prevent hardening due to cooling by the peripheral wall of the mold from obstructing the pressurization of the molten metal. A third object is to provide a means for absorbing air bubbles or the like, thereby eliminating the air bubble mixed portion of the mounting module serving as the base portion and reducing the removal processing of the mixed portion.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そこで発明者は、前記課
題を解決することを目的とし、鋭意，研究を重ねた結
果、その発明を、スリット状の薄形穴部を所定間隔をお
いて並列状に多数形成した金型と、該金型の薄形穴部内
に、該薄形穴部に対応する薄肉の板厚で、それぞれの上
端が露出するように挿入したアルミニウム等の非鉄金属
によるプレートフィンと、前記金型が装填されたホルダ
ーと、該ホルダー内壁を塞き、且つ前記金型上に載置さ
れた枠状で加圧変形可能な内ホルダーと、該内ホルダー
内及び前記プレートフィンのそれぞれの上端を充填する
アルミニウム等の非鉄金属の溶湯と、該溶湯及び内ホル
ダーを押圧する前記内ホルダーの中間径の外径を有する
加圧パンチとからなるヒートシンク製造装置としたり、
或いはスリット状の薄形穴部を所定間隔をおいて並列状
に多数形成した金型の薄形穴部内に、該薄形穴部に対応
する薄肉の板厚のアルミニウム等の非鉄金属によるプレ
ートフィンのそれぞれの上端が露出するように挿入し、
これらをホルダー内に装填し、且つ該ホルダー内に、該
ホルダー内壁を塞ぐようにした枠状で加圧変形可能な内
ホルダーを挿入し、該内ホルダー内にアルミニウム等の
非鉄金属の溶湯を充填し、前記プレートフィンのそれぞ
れの上端を溶湯にて埋設させ、前記内ホルダーの中間径
の外径を有する加圧パンチにて前記溶湯及び内ホルダー
を押圧し、前記溶湯が硬化した非鉄金属は取付モジュー
ルとし、該取付モジュールに前記プレートフィンを多数
植設して製造してなるヒートシンクの製造法としたこと
により、取付モジュールとプレートフィンとの材質を同
一又は異種材にて放熱性を優れたものにでき、成形取り
出しが容易にでき、溶湯としての取付モジュールの周囲
冷却を防止して均一凝固を可能とし、さらに前記取付モ
ジュールへの巣又は気泡発生を防止でき、前記の課題を
解決したものである。The inventor of the present invention has conducted intensive studies with the aim of solving the above-mentioned problems. And a plate made of a non-ferrous metal such as aluminum, which is inserted into a thin hole portion of the mold so as to expose the upper end of each of the thin holes corresponding to the thin hole portion. A fin, a holder in which the mold is loaded, an inner holder that closes the inner wall of the holder, and is pressurized and deformable in a frame shape placed on the mold; and inside the inner holder and the plate fin. A heat sink manufacturing apparatus comprising a molten metal of a non-ferrous metal such as aluminum filling the upper end of each of the above, and a pressing punch having an outer diameter of an intermediate diameter of the inner holder for pressing the molten metal and the inner holder,
Alternatively, a plate fin made of a non-ferrous metal such as aluminum having a thin plate thickness corresponding to the thin hole portion is provided in a thin hole portion of a mold in which a number of slit-like thin hole portions are formed in parallel at predetermined intervals. Insert so that the upper end of each is exposed,
These are loaded into a holder, and a frame-shaped pressurized and deformable inner holder is inserted into the holder so as to cover the inner wall of the holder, and the inner holder is filled with a molten metal of a non-ferrous metal such as aluminum. Then, the upper end of each of the plate fins is buried in the molten metal, and the molten metal and the inner holder are pressed by a pressure punch having an intermediate diameter of the inner holder, and the non-ferrous metal in which the molten metal is hardened is attached. A module and a heat sink manufactured by implanting a large number of the plate fins in the mounting module, so that the mounting module and the plate fins are made of the same or different materials and have excellent heat radiation. The molding module can be easily taken out, prevents the surrounding cooling of the mounting module as molten metal, enables uniform solidification, and furthermore, nests to the mounting module. Prevents bubble occurrence, is obtained by solving the above problems.
【０００８】[0008]
【実施の態様】本発明の第１の実施の形態の製造装置及
び製造法について、図１乃至図７に基づいて説明する。
まず、図６に示すように、製造装置により製造される，
ＬＳＩ用又はヒートパイプ用のヒートシンクＡは、アル
ミニウム等で熱伝導率が優れた非鉄金属Ｃによる板状の
取付モジュール１と、この上面に該取付モジュール１の
材質と同一（図６参照）の非鉄金属Ｃによるプレートフ
ィン２，２，…が多数植設されたものとから構成されて
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A manufacturing apparatus and a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG.
A heat sink A for an LSI or a heat pipe has a plate-shaped mounting module 1 made of a non-ferrous metal C having excellent thermal conductivity such as aluminum, and a non-ferrous metal having the same material as that of the mounting module 1 on its upper surface (see FIG. 6). The plate fins 2, 2,... Made of metal C are planted in large numbers.
【０００９】そのヒートシンクＡは、方形状の板片とし
ての取付モジュール１に対して、薄肉の板厚ｔで，所定
の板長さｓ，所定の板高さｈのプレートフィン２，２，
…が所定間隔Ｐをおいて並列状に多数植設されている。The heat sink A has a plate fin 2, 2 having a thin plate thickness t, a predetermined plate length s, and a predetermined plate height h with respect to the mounting module 1 as a rectangular plate.
Are planted in parallel at predetermined intervals P.
【００１０】そのプレートフィン２，２間はあまり密に
設けてもフィン間流路の流動抵抗が増加し、フィンは有
効に働かない。このため、空気流速が小さい場合、過密
にするようにプレートフィン２を用いるのは危険であ
る。またフィンの設置間隔が粗に過ぎると伝熱面積が小
さく、ヒートシンクとしての放熱性能が低下するため、
流動抵抗の増大と伝熱面積の増加率との調和から決定さ
れる適正なるプレートフィン２，２相互の間隔を求める
ことが必要である。[0010] Even if the plate fins 2 and 2 are provided very densely, the flow resistance of the flow path between the fins increases, and the fins do not work effectively. For this reason, it is dangerous to use the plate fins 2 so as to make them too dense when the air flow velocity is small. Also, if the spacing between the fins is too coarse, the heat transfer area is small, and the heat dissipation performance as a heat sink decreases,
It is necessary to find an appropriate distance between the plate fins 2, 2 determined from the balance between the increase in the flow resistance and the rate of increase in the heat transfer area.
【００１１】その製造装置について説明する。図７
（Ａ）に示すように、その金型Ｂは、僅かな穴幅Ｔで，
所定の穴長さＳ，所定の穴深さＨをなしたスリット状の
薄形穴部１０が所定間隔において多数設けられて構成さ
れている。該薄形穴部１０の穴幅Ｔ，穴長さＳ，穴深さ
Ｈに対応するように、薄肉の板厚ｔで，所定の板長さ
ｓ，所定の板高さｈに前記プレートフィン２は形成され
ている（図６参照）。即ち、薄形穴部１０の穴幅Ｔで，
所定の穴長さＳ，所定の穴深さＨに、隙間が殆どないよ
うな寸法の、僅かに小さい形及び大きさとして形成され
ている。The manufacturing apparatus will be described. FIG.
As shown in (A), the mold B has a small hole width T,
A plurality of slit-shaped thin hole portions 10 having a predetermined hole length S and a predetermined hole depth H are provided at predetermined intervals. In order to correspond to the hole width T, the hole length S, and the hole depth H of the thin hole portion 10, the plate fin has a predetermined thickness t, a predetermined plate length s, and a predetermined plate height h. 2 are formed (see FIG. 6). That is, with the hole width T of the thin hole portion 10,
At a predetermined hole length S and a predetermined hole depth H, it is formed as a slightly smaller shape and size having almost no gap.
【００１２】１１は升状のホルダーであって、図３及び
図４に示すように、この内部の下半分に、前記金型Ｂが
取り出し可能で且つ密に装填されるように構成されてい
る。前記ホルダー１１内壁を塞き、且つ前記金型Ｂ上
に、枠状で加圧変形可能な内ホルダー１２が設けられて
いる。Numeral 11 denotes a box-shaped holder, as shown in FIGS. 3 and 4, so that the mold B can be taken out and densely loaded in the lower half thereof. . An inner holder 12 that closes the inner wall of the holder 11 and that can be pressed and deformed in a frame shape is provided on the mold B.
【００１３】該内ホルダー１２は、枠状をなし、圧力に
て変形可能な材質で、しかも断熱性能に優れたものとし
て構成されている。このような内ホルダー１２の実施の
形態は複数存在する。まず、第１の実施の形態として
は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、角形升状をな
し、アルミ箔にて空隙１２ａが多数形成するように，ハ
ニカム状等に多数枚のアルミ箔積層成形品として形成さ
れることもある。この場合には、その多数の空隙１２
ａ，１２ａ，…が断熱層になると共に、加圧により適宜
変形するように構成されている。さらに具体的には、そ
の外径をＬ1 とし、厚みを除いた内径Ｌ2 とすると、そ
の外径Ｌ1 は、前記ホルダー１１の内壁内径と略同一で
ある。The inner holder 12 has a frame shape, is made of a material which can be deformed by pressure, and has excellent heat insulation performance. There are a plurality of embodiments of such an inner holder 12. First, as shown in FIG. 3A and FIG. 3B, a large number of sheets are formed in a honeycomb shape or the like so as to form a square square shape and form many air gaps 12a with aluminum foil as shown in FIGS. It is sometimes formed as an aluminum foil laminated molded product. In this case, the large number of voids 12
are formed so that a, 12a,... become heat insulating layers and are appropriately deformed by pressurization. More specifically, assuming that the outer diameter is L 1 and the inner diameter L 2 excluding the thickness is, the outer diameter L 1 is substantially the same as the inner diameter of the inner wall of the holder 11.
【００１４】また、内ホルダー１２の第２の実施の形態
としては、図４に示すように、角形升状をなし、アルミ
繊維にによるワイヤーたわし状のものとしてこれが圧縮
されて形成され、即ち、アルミ繊維圧縮成形品として形
成されたものである。この場合も、加圧変形性を有し、
さらに、そのアルミ繊維間に多くの空気層又は通気性を
有し、且つ空気層又は通気性ゆえに断熱性をも有してい
る。As a second embodiment of the inner holder 12, as shown in FIG. 4, the inner holder 12 is formed in a rectangular square shape, and is formed by compressing it as a wire scourer made of aluminum fiber. It is formed as an aluminum fiber compression molded product. Also in this case, it has pressure deformability,
Furthermore, it has many air layers or air permeability between the aluminum fibers, and also has heat insulation due to the air layer or air permeability.
【００１５】さらに、内ホルダー１２の第３の実施の形
態としては、図示しないが、通常の砂型鋳造の鋳型材と
し、水ガラスを砂に混練し成形し、ＣＯ2 ガスを吹きか
けて固化させたものであり、ＣＯ2 型６号砂造型品とす
ることもある。この場合の６号砂は粗く安く、コストも
低くできる。このＣＯ2 型６号砂造型品なる内ホルダー
１２でも、加圧変形性を有し、また、その材質内部に空
気層又は通気性を有し、且つ空気層又は通気性ゆえに断
熱性をも有している。Further, as a third embodiment of the inner holder 12, although not shown, a normal sand mold casting material is used, water glass is kneaded with sand, molded, and CO 2 gas is blown to be solidified. And may be a CO 2 type 6 sand-molded product. In this case, No. 6 sand is coarse and cheap, and the cost can be reduced. The inner holder 12 made of the CO 2 type 6 sand-molded product also has a pressure deformability, has an air layer or air permeability inside the material, and also has a heat insulating property due to the air layer or air permeability. doing.
【００１６】また、内ホルダー１２の第４の実施の形態
としては、図示しないが、石膏に水を加えて発泡させて
造型する発泡石膏造形品とすることもある。この場合で
も、加圧変形性を有し、石膏ゆえに断熱性も有してい
る。また、合成樹脂を発泡成形品として、射出成形にて
成形することもある。具体的には、ウレタン発泡成形
品，フェノール発泡成形品，アクリル発泡成形品として
構成されることもある。いずれの発泡成形品も加圧変形
性を有し、断熱性も有してしている。Further, as a fourth embodiment of the inner holder 12, although not shown, there may be a foamed gypsum molded product formed by adding water to gypsum and foaming it. Even in this case, it has pressure deformability, and also has heat insulation due to gypsum. Further, a synthetic resin may be molded by injection molding as a foam molded product. Specifically, it may be configured as a urethane foam molded product, a phenol foam molded product, or an acrylic foam molded product. Each of the foam molded articles has a pressure deformability and a heat insulating property.
【００１７】前記ホルダー１１の上方には、油圧装置に
よる加圧パンチ１３が加圧可能に設けられている。該加
圧パンチ１３の直径Ｄは、前記内ホルダー１２の外径Ｌ
1 よりも小さく、内径Ｌ2 よりも大きく形成されてい
る。即ち、内ホルダー１２の中間径となるように形成さ
れている。具体的には、内ホルダー１２の外径Ｌ1 より
も数mm乃至１，２cm程度小さくなるように形成される。Above the holder 11, a pressurizing punch 13 by a hydraulic device is provided so as to be pressurizable. The diameter D of the pressure punch 13 is equal to the outer diameter L of the inner holder 12.
Less than 1 is formed larger than the inner diameter L 2. That is, it is formed to have an intermediate diameter of the inner holder 12. Specifically, it is formed so as to be smaller by several mm to 1,2 cm than the outer diameter L 1 of the inner holder 12.
【００１８】また、前記取付モジュール１となる部材
は、アルミニウム等の非鉄金属Ｃの溶湯Ｃ0 が、前記内
ホルダー１２内及び薄形穴部１０に挿入されたプレート
フィンのそれぞれの上端を充填されて、その後に加圧パ
ンチ１３にて加圧されて、冷却されて構成されるもので
ある。A member serving as the mounting module 1 is such that a molten metal C 0 of a non-ferrous metal C such as aluminum is filled in the upper end of each of the plate fins inserted into the inner holder 12 and the thin hole portion 10. Then, it is configured to be pressurized by the pressurizing punch 13 and cooled.
【００１９】次に、本発明の第１の製造方法の実施の形
態について説明すると、まず、前記金型Ｂ内の多数の薄
形穴部１０，１０，…内に、前記プレートフィン２，２
をそれぞれ挿入する〔図７（Ｂ）参照〕。このとき、プ
レートフィン２のそれぞれの上端が前記薄形穴部１０の
上部より僅かの高さ２ａだけ露出するようにセットする
〔図１，図７（Ｃ）参照〕。このようにして全体の前記
薄形穴部１０，１０，…にプレートフィン２，２，…を
挿入する。Next, an embodiment of the first manufacturing method of the present invention will be described. First, the plate fins 2, 2 are provided in a plurality of thin holes 10 in the mold B.
Are inserted (see FIG. 7B). At this time, the plate fins 2 are set so that the upper ends thereof are exposed by a slight height 2a from the upper portions of the thin hole portions 10 (see FIGS. 1 and 7C). In this manner, the plate fins 2, 2,... Are inserted into the entire thin holes 10, 10,.
【００２０】そして、このようなプレートフィン２を設
けた金型Ｂを、ホルダー１１の内部に装填し、次いで、
アルミニウム等の非鉄金属Ｃの溶湯Ｃ0 を充填し、前記
プレートフィン２，２，…の上端が埋設するように充填
する（図１参照）。このとき、溶湯Ｃ0 の中は、空気等
を巻きこみ、プレートフィン２の上端は、鋳ぐるみが不
完全な状態になっている。そして、油圧装置による加圧
パンチ１３にて溶湯Ｃ 0 及び前記加圧パンチ１３の上辺
箇所を加圧する（図２参照）。Then, such a plate fin 2 is provided.
The die B is loaded into the holder 11 and then
Melt C of nonferrous metal C such as aluminum0 Filling the said
Filled so that the upper ends of plate fins 2, 2, ... are embedded
(See FIG. 1). At this time, the molten metal C0Inside is air etc.
And the upper end of the plate fin 2 has no cast-in
It is in perfect condition. And pressurization by hydraulic device
Melt C with punch 13 0 And the upper side of the pressure punch 13
The part is pressurized (see FIG. 2).
【００２１】すると、溶湯Ｃ0 は加圧されると同時に、
前記内ホルダー１２も加圧されて変形する。このときの
変形は、溶湯Ｃ0 が加圧されると、その力が内ホルダー
１２を変形させ、力を吸収するようになる。具体的に
は、加圧パンチ１３は、最初に内ホルダー１２に接触す
るが、該内ホルダー１２は、加圧変形性のため、加圧パ
ンチ１３の加圧力で押し潰され圧縮されていく。加圧パ
ンチ１３と接触した溶湯Ｃ0 も同時に圧縮されていき、
該溶湯Ｃ0 は、加圧パンチ１３とホルダー１１のすき間
に逃げ込もうとするが、内ホルダー１２は、加圧ととも
に密度が上がってくるため、溶湯中の空気は逃げても、
溶湯は閉じ込められ加圧されていく。このような溶湯加
圧では、その溶湯Ｃ0 は、粘性が多い状態が好適であ
る。この溶湯加圧では、溶湯Ｃ0 の金属組織がより密と
なり、硬度が増加するようになる。Then, at the same time when the molten metal C 0 is pressurized,
The inner holder 12 is also pressed and deformed. Deformation at this time, when the molten metal C 0 is pressurized, the force to deform the inner holder 12, so to absorb the force. Specifically, the pressing punch 13 first comes into contact with the inner holder 12, but the inner holder 12 is crushed and compressed by the pressing force of the pressing punch 13 because of the deformability under pressure. The melt C 0 in contact with the pressure punch 13 is also compressed at the same time,
The molten metal C 0 tries to escape into the gap between the pressure punch 13 and the holder 11, but since the inner holder 12 increases in density with pressurization, even if air in the molten metal escapes,
The melt is confined and pressurized. Under such molten metal pressurization, it is preferable that the molten metal C 0 has a high viscosity. With this molten metal pressurization, the metal structure of the molten metal C 0 becomes denser and the hardness increases.
【００２２】その後、前記ホルダー１１を冷却させて、
その溶湯Ｃ0 を養生する。その養生している状態で、プ
レートフィン２と、非鉄金属Ｃの溶湯Ｃ0 とが非鉄金属
Ｃで同一材質であるために、その金型Ｂからプレートフ
ィン２の上端が露出している箇所なる露出部２ａは、そ
の溶湯Ｃ0 の溶融温度にて溶解して一体化する。また、
ホルダー１１を冷却しても、内ホルダー１２の存在にて
取付モジュール１となる周縁箇所は早期に凝固しない
で、全体の取付モジュール１が除々に凝固する。Thereafter, the holder 11 is cooled,
The melt C 0 is cured. In the cured state, the plate fin 2 and the molten metal C 0 of the non-ferrous metal C are non-ferrous metal C and of the same material, so that the upper end of the plate fin 2 is exposed from the mold B. exposed portion 2a is integrally and dissolved at the melting temperature of the molten metal C 0. Also,
Even when the holder 11 is cooled, the periphery of the mounting module 1 does not solidify early due to the presence of the inner holder 12, and the entire mounting module 1 solidifies gradually.
【００２３】即ち、断熱性の良い内ホルダー１２の存在
により、溶湯Ｃ0 の凝固は、内ホルダー１２に接触して
いる部分と中央部とほぼ同程度の凝固速度となるため、
プレートフィン２全体に均等な圧力を伝えることが可能
になり、結果としてプレートフィン２の良好なる鋳ぐる
みができるものである。このようにして溶湯Ｃ0 が硬化
した後に、硬化した所定厚さの非鉄金属Ｃとプレートフ
ィン２，２，…と変形した内ホルダー１２とを前記ホル
ダー１１から取り出し、且つその金型Ｂから非鉄金属Ｃ
とプレートフィン２，２，…と変形した内ホルダー１２
とを取り出す（図５参照）。That is, due to the presence of the inner holder 12 having good heat insulating properties, the solidification of the molten metal C 0 has a solidification speed substantially equal to that of the portion in contact with the inner holder 12 and the central portion.
It is possible to transmit a uniform pressure to the entire plate fin 2, and as a result, the plate fin 2 can be satisfactorily cast. After the molten metal C 0 is hardened in this way, the hardened non-ferrous metal C having a predetermined thickness, the plate fins 2, 2,... And the deformed inner holder 12 are taken out from the holder 11, and the non-ferrous metal is Metal C
And the inner holder 12 deformed as plate fins 2, 2, ...
Are taken out (see FIG. 5).
【００２４】その後に、該内ホルダー１２は廃棄して、
非鉄金属Ｃは取付モジュール１として成形でき、該取付
モジュール１には前記プレートフィン２，２，…が一体
化して多数植設することができる（図５の上側参照）。
また、必要に応じて取付モジュール１の外周を整然と加
工することもある。これによって、プレートフィン２と
取付モジュール１とがそれぞれ同一の金属材によるヒー
トシンクＡを製造できる（図６参照）。Thereafter, the inner holder 12 is discarded,
The non-ferrous metal C can be formed as a mounting module 1, and a large number of the plate fins 2, 2,... Can be integrally implanted in the mounting module 1 (see the upper side of FIG. 5).
In addition, the outer periphery of the mounting module 1 may be machined as necessary. Thus, the heat sink A made of the same metal material can be manufactured for the plate fin 2 and the mounting module 1 (see FIG. 6).
【００２５】次に、別の実施の形態の製造装置又は製造
法では、アルミニウム等の非鉄金属Ｃによる板状の取付
モジュール１と、この上面に該取付モジュール１の異な
る材質の銅等の金属製のプレートフィン２，２，…が多
数植設されたものとから構成されているヒートシンクＡ
の製造装置又は製造法である。この場合は、前記第２の
製造法と略同一であるが、そのプレートフィン２の上端
は、溶湯Ｃ0 に溶解せず、プレートフィン２と取付モジ
ュール１とが別部材として構成されるものである（図８
及び図９参照）。この場合には、特に、プレートフィン
２の材質を放熱性能を増加できるようにできる。Next, in a manufacturing apparatus or manufacturing method according to another embodiment, a plate-shaped mounting module 1 made of a non-ferrous metal C such as aluminum and a metal such as copper made of a different material of the mounting module 1 Heat sink A comprising a large number of plate fins 2, 2,.
Manufacturing apparatus or method. In this case, the second, but the preparation is substantially the same, the upper end of the plate fin 2 is not dissolved in the melt C 0, in which the plate fins 2 and the mounting module 1 is configured as a separate member Yes (Fig. 8
And FIG. 9). In this case, in particular, the material of the plate fins 2 can increase the heat radiation performance.
【００２６】また、前記ヒートシンクＡは、方形状の板
片の取付モジュール１を使用したが、図示しないが、円
形状の取付モジュール１とすることもある。この場合の
プレートフィン２の板長さは、直径付近で最大となるよ
うに個々のものが相違するように所定間隔をおいて並列
状に多数植設されている。この場合の金型Ｂ，ホルダー
１１，内ホルダー１２等は平面的に見て円形をなすよう
に構成されている。Although the heat sink A uses the mounting module 1 of a rectangular plate, the mounting module 1 may be a circular mounting module (not shown). In this case, a large number of plate fins 2 are planted in parallel at predetermined intervals so that the plate fins 2 are different from each other so that the plate length becomes maximum near the diameter. In this case, the mold B, the holder 11, the inner holder 12, and the like are configured to be circular when viewed in plan.
【００２７】[0027]
【発明の効果】請求項１の発明では、スリット状の薄形
穴部１０を所定間隔をおいて並列状に多数形成した金型
Ｂと、該金型Ｂの薄形穴部１０内に、該薄形穴部１０に
対応する薄肉の板厚で、それぞれの上端が露出するよう
に挿入したアルミニウム等の非鉄金属Ｃによるプレート
フィン２と、前記金型Ｂが装填されたホルダー１１と、
該ホルダー１１内壁を塞き、且つ前記金型Ｂ上に載置さ
れた枠状で加圧変形可能な内ホルダー１２と、該内ホル
ダー１２内及び前記プレートフィン２のそれぞれの上端
を充填するアルミニウム等の非鉄金属Ｃの溶湯Ｃ0 と、
該溶湯Ｃ0 及び内ホルダー１２を押圧する該内ホルダー
１２の中間径の外径を有する加圧パンチ１３とからなる
ヒートシンク製造装置としたことにより、本装置によれ
ば、プレートフィン２は溶湯Ｃ0 にて製造時において成
形するものではないため、予め、ピンホール等の一切存
在しない整然としたものにできる。According to the first aspect of the present invention, a mold B in which a large number of slit-shaped thin hole portions 10 are formed in parallel at predetermined intervals and a thin hole portion 10 of the mold B A plate fin 2 made of a non-ferrous metal C such as aluminum having a thin plate thickness corresponding to the thin hole portion 10 and having its upper end exposed, and a holder 11 loaded with the mold B;
A frame-shaped inner holder 12 that closes the inner wall of the holder 11 and is pressurized and deformable placed on the mold B, and aluminum that fills the upper end of the inner holder 12 and the upper end of the plate fin 2. A molten metal C 0 of a non-ferrous metal C such as
According to the present apparatus, the plate fins 2 are formed by the molten metal C 0 and the pressurizing punch 13 having an outer diameter of an intermediate diameter of the inner holder 12 for pressing the inner holder 12. Since it is not molded at the time of production at 0, it can be made in advance without any pinholes or the like.
【００２８】また、請求項１の発明では、使用後に廃棄
するもので、しかも加圧変形性を有しているため、加圧
時に変形して、金型Ｂと加圧パンチ１３とのすき間を塞
ぎ、溶湯Ｃ0 が外部側に流出しているのを防止でき、こ
れによって型から製品の取り出しが容易となるし、ま
た、内ホルダー１２は加圧変形可能なため、該内ホルダ
ー１２が変形するために、溶湯Ｃ0 を加圧したときに、
該溶湯Ｃ0 が内ホルダー１２側に押し出すようになり、
溶湯Ｃ0 の加圧が確実となり、取付モジュール１箇所の
気泡混在部分が生ぜず、良好なるヒートシンクの加工が
できる。According to the first aspect of the present invention, since it is discarded after use and has pressurization deformability, it is deformed at the time of pressurization, and the gap between the mold B and the pressurizing punch 13 is reduced. closing, it is possible to prevent the molten metal C 0 is flowing toward the outside, thereby to take out the product is facilitated from the mold and also, since the inner holder 12 is capable to deform under pressure, the inner holder 12 is deformed To pressurize the melt C 0 ,
The molten metal C 0 is pushed out to the inner holder 12 side,
Pressurization of the molten metal C 0 is ensured without developing air bubbles mixed portion of one location mounting module can process good Naru heatsink.
【００２９】また、請求項２の発明では、スリット状の
薄形穴部１０を所定間隔をおいて並列状に多数形成した
金型Ｂの薄形穴部１０内に、該薄形穴部１０に対応する
薄肉の板厚のアルミニウム等の非鉄金属Ｃによるプレー
トフィン２のそれぞれの上端が露出するように挿入し、
これらをホルダー１１内に装填し、且つ該ホルダー１１
内に、該ホルダー１１内壁を塞ぐようにした枠状で加圧
変形可能な内ホルダー１２を挿入し、該内ホルダー１２
内にアルミニウム等の非鉄金属Ｃの溶湯Ｃ0 を充填し、
前記プレートフィン２のそれぞれの上端を溶湯Ｃ0 にて
埋設させ、前記内ホルダー１２の中間径の外径を有する
加圧パンチ１３にて前記溶湯Ｃ0 及び内ホルダー１２を
押圧し、前記溶湯Ｃ0 が硬化した非鉄金属Ｃは取付モジ
ュール１とし、該取付モジュール１に前記プレートフィ
ン２を多数植設して製造してなるヒートシンクの製造法
としたことにより、取付モジュール１とプレートフィン
２とが同質又は異質であっても、プレートフィン２は予
め製造されたものであり、該プレートフィン２は製造時
において成形するものではないため、従来のダイキャス
トによって圧力を加えて行うものとは大きく相違し、完
成したときには、プレートフィン２は、ピンホール等の
一切存在しない整然としたものにできる。さらに、プレ
ートフィン２は、特に、予め成形するために、薄肉材で
あっても十分なる成形ができる。According to the second aspect of the present invention, a plurality of slit-shaped thin holes 10 are formed in parallel at predetermined intervals in a thin hole 10 of a mold B. The plate fins 2 are inserted so that the upper ends of the plate fins 2 are made of a non-ferrous metal C such as aluminum having a thin thickness corresponding to
These are loaded into the holder 11 and the holder 11
A frame-shaped, pressurizable and deformable inner holder 12 is inserted into the holder 11 so as to close the inner wall of the holder 11.
Is filled with a melt C 0 of a non-ferrous metal C such as aluminum,
Wherein each of the upper end of the plate fin 2 is buried in the melt C 0, presses the melt C 0 and the inner holder 12 in pressing punch 13 having an outer diameter of the intermediate diameter of the inner holder 12, the melt C The hardened non-ferrous metal C is used as a mounting module 1 and a heat sink is manufactured by implanting a large number of the plate fins 2 in the mounting module 1. Even if they are the same or different, the plate fins 2 are pre-manufactured and the plate fins 2 are not molded at the time of manufacture, so they are significantly different from those performed by applying pressure by conventional die casting. When completed, the plate fins 2 can be made orderly without any pinholes or the like. Furthermore, since the plate fins 2 are formed in advance in advance, sufficient molding can be performed even with a thin material.
【００３０】特に、請求項２の発明では、ホルダー１１
内に、該ホルダー１１内壁を塞ぐようにした枠状で加圧
変形可能な内ホルダー１２を挿入し、該内ホルダー１２
内にアルミニウム等の非鉄金属Ｃの溶湯Ｃ0 を充填し、
前記プレートフィン２のそれぞれの上端を溶湯Ｃ0 にて
埋設させ、前記内ホルダー１２の中間径の外径を有する
加圧パンチ１３にて前記溶湯Ｃ0 及び内ホルダー１２を
押圧したことにより、加圧パンチ１３は、最初に内ホル
ダー１２に接触するが、該内ホルダー１２は、加圧変形
性のため、加圧パンチ１３の加圧力で押し潰され圧縮さ
れ、加圧パンチ１３と接触した溶湯Ｃ0 も同時に圧縮さ
れていき、該溶湯Ｃ0 は、加圧パンチ１３とホルダー１
１のすき間に逃げ込もうとするが、内ホルダー１２が変
形してここに逃げ、溶湯中の空気は逃げても、溶湯Ｃ0
は閉じ込められ加圧され、該溶湯Ｃ0 内の巣や空気はな
くなり、巣のない熱伝導率が優れた放熱効果の極めて高
いヒートシンクの製造ができる。In particular, according to the invention of claim 2, the holder 11
A frame-shaped, pressurizable and deformable inner holder 12 is inserted into the holder 11 so as to close the inner wall of the holder 11.
Is filled with a melt C 0 of a non-ferrous metal C such as aluminum,
Each of the upper end of the plate fin 2 is buried in the melt C 0, by which presses the melt C 0 and the inner holder 12 in pressing punch 13 having an outer diameter of the intermediate diameter of the inner holder 12, pressurized The pressure punch 13 first comes into contact with the inner holder 12, but the inner holder 12 is crushed and compressed by the pressing force of the pressure punch 13 because of the pressure deformability, and the molten metal contacted with the pressure punch 13 C 0 is also compressed at the same time, and the molten metal C 0 is compressed by the pressing punch 13 and the holder 1.
1, the inner holder 12 is deformed and escapes there, and even if the air in the molten metal escapes, the molten metal C 0
Is confined and pressurized, and the nests and air in the molten metal C 0 disappear, and a heat sink having no nests and excellent heat conductivity and having an extremely high heat radiation effect can be manufactured.
【００３１】また、請求項３の発明では、請求項１又は
２において、前記内ホルダー１２を断熱性を有するもの
としたヒートシンクの製造装置又は製造法としたことに
より、溶湯Ｃ0 の凝固は、内ホルダー１２に接触してい
る部分と中央部とほぼ同程度の凝固速度となるため、プ
レートフィン２全体に均等な圧力を伝えることが可能に
なり、結果としてプレートフィン２の良好なる鋳ぐるみ
ができる利点がある。According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the manufacturing apparatus or the manufacturing method of the heat sink in which the inner holder 12 has a heat insulating property enables the solidification of the molten metal C 0 to be reduced. Since the solidification speed is substantially the same as that of the portion in contact with the inner holder 12 and the central portion, it is possible to transmit a uniform pressure to the entire plate fin 2, and as a result, a good cast-in of the plate fin 2 is obtained. There are advantages that can be done.
【００３２】請求項４の発明では、請求項１又は２にお
いて、前記プレートフィン２と取付モジュール１とを同
一材質にしてなるヒートシンクの製造法としたことによ
り、製造したヒートシンクＡが、同一材質ゆえに、溶湯
Ｃ0 とプレートフィン２とが溶融して一体化し、強固と
なるのみならず、製造費用を安価にできる。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, a method of manufacturing a heat sink in which the plate fins 2 and the mounting module 1 are made of the same material is used. , molten metal C 0 and plate fins 2 are integrated by melting, not only the strong, can be inexpensive manufacturing costs.
【００３３】請求項５の発明では、請求項１又は２にお
いて、前記プレートフィン２と取付モジュール１とを異
なる材質にしてなるヒートシンクの製造法としたことに
より、製造したヒートシンクＡのプレートフィン２が、
より放熱性能が優れたものにできる利点がある。According to the fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the plate fin 2 of the manufactured heat sink A is manufactured by using a method of manufacturing a heat sink in which the plate fin 2 and the mounting module 1 are made of different materials. ,
There is an advantage that the heat radiation performance can be improved.
【図１】溶湯及び内ホルダーに対して加圧パンチにて押
圧せんとする断面図FIG. 1 is a sectional view in which a molten metal and an inner holder are pressed by a pressure punch.
【図２】溶湯及び内ホルダーに対して加圧パンチにて押
圧完了した断面図FIG. 2 is a cross-sectional view in which pressing of a molten metal and an inner holder is completed by a pressing punch
【図３】（Ａ）は内ホルダーの斜視図 （Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図FIG. 3A is a perspective view of an inner holder. FIG. 3B is a cross-sectional view of FIG.
【図４】別の実施の形態の内ホルダーの斜視図FIG. 4 is a perspective view of an inner holder according to another embodiment.
【図５】溶湯が硬化した後に、金型からプレートフィン
付き取付モジュールを取り出している状態の断面図FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the mounting module with plate fins is removed from the mold after the molten metal is hardened.
【図６】取付モジュールとプレートフィンとが同材質の
ヒートシンクが製造完了した断面図FIG. 6 is a cross-sectional view showing a completed heat sink having the same material for the mounting module and the plate fin.
【図７】（Ａ）は金型の斜視図 （Ｂ）は金型の薄形穴部内に、予め製造したプレートフ
ィンを挿入している状態の断面図 （Ｃ）はプレートフィンを植設完了した要部拡大断面図FIG. 7A is a perspective view of a mold. FIG. 7B is a sectional view of a state in which a plate fin manufactured in advance is inserted into a thin hole of the mold. FIG. Main part enlarged sectional view
【図８】プレートフィンと取付モジュールとが異なる非
鉄金属となっているヒートシンクの別の実施の形態の斜
視図FIG. 8 is a perspective view of another embodiment of a heat sink in which the plate fin and the mounting module are made of different non-ferrous metals.
【図９】図８の要部拡大断面図9 is an enlarged sectional view of a main part of FIG. 8;
【図１０】従来技術の加圧状態の断面図FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional state in a pressurized state.
【図１１】従来技術の加圧状態の断面図FIG. 11 is a cross-sectional view of a pressurized state of the related art.
【図１２】従来技術の加圧状態の断面図FIG. 12 is a sectional view of a pressurized state according to the related art.
１…取付モジュール ２…プレートフィン １０…薄形穴部 １１…ホルダー １２…内ホルダー １３…加圧パンチ Ｂ…金型 Ｃ…非鉄金属 Ｃ0 …溶湯1 ... mounting module 2 ... plate fin 10 ... Usukatachiana 11 ... holder 12 ... inner holder 13 ... pressing punch B ... die C ... ferrous metals C 0 ... melt
Claims (5)
て並列状に多数形成した金型と、該金型の薄形穴部内
に、該薄形穴部に対応する薄肉の板厚で、それぞれの上
端が露出するように挿入したアルミニウム等の非鉄金属
によるプレートフィンと、前記金型が装填されたホルダ
ーと、該ホルダー内壁を塞き、且つ前記金型上に載置さ
れた枠状で加圧変形可能な内ホルダーと、該内ホルダー
内及び前記プレートフィンのそれぞれの上端を充填する
アルミニウム等の非鉄金属の溶湯と、該溶湯及び内ホル
ダーを押圧する前記内ホルダーの中間径の外径を有する
加圧パンチとからなることを特徴とするヒートシンク製
造装置。1. A mold in which a number of slit-shaped thin hole portions are formed in parallel at predetermined intervals, and a thin plate thickness corresponding to the thin hole portion is formed in the thin hole portion of the mold. Then, a plate fin made of a non-ferrous metal such as aluminum inserted so that the upper ends thereof are exposed, a holder loaded with the mold, and a frame closed on the inner wall of the holder and placed on the mold. Pressurized and deformable inner holder, a non-ferrous metal melt such as aluminum filling the upper ends of the inner holder and the plate fins, and an intermediate diameter of the inner holder pressing the melt and the inner holder. An apparatus for manufacturing a heat sink, comprising: a pressure punch having an outer diameter.
て並列状に多数形成した金型の薄形穴部内に、該薄形穴
部に対応する薄肉の板厚のアルミニウム等の非鉄金属に
よるプレートフィンのそれぞれの上端が露出するように
挿入し、これらをホルダー内に装填し、且つ該ホルダー
内に、該ホルダー内壁を塞ぐようにした枠状で加圧変形
可能な内ホルダーを挿入し、該内ホルダー内にアルミニ
ウム等の非鉄金属の溶湯を充填し、前記プレートフィン
のそれぞれの上端を溶湯にて埋設させ、前記内ホルダー
の中間径の外径を有する加圧パンチにて前記溶湯及び内
ホルダーを押圧し、前記溶湯が硬化した非鉄金属は取付
モジュールとし、該取付モジュールに前記プレートフィ
ンを多数植設して製造してなることを特徴とするヒート
シンクの製造法。2. A non-ferrous metal such as aluminum having a thin plate thickness corresponding to the thin hole is provided in a thin hole of a mold in which a number of slit-like thin holes are formed in parallel at predetermined intervals. Insert the metal plate fins so that their respective upper ends are exposed, load them into the holder, and insert a frame-shaped pressure-deformable inner holder into the holder that closes the holder inner wall. Then, the inner holder is filled with a molten metal of a non-ferrous metal such as aluminum, the upper ends of the plate fins are buried with the molten metal, and the molten metal is pressed with a pressure punch having an intermediate diameter of the inner holder. And a method of manufacturing the heat sink, wherein the non-ferrous metal whose molten metal is hardened by pressing the inner holder is used as a mounting module and a large number of the plate fins are implanted in the mounting module.
ーを断熱性を有するものとしてなることを特徴とするヒ
ートシンクの製造装置又は製造法。3. The apparatus or method for manufacturing a heat sink according to claim 1, wherein the inner holder has a heat insulating property.
フィンと取付モジュールとを同一材質にしてなることを
特徴とするヒートシンクの製造装置又は製造法。4. The heat sink manufacturing apparatus or method according to claim 1, wherein the plate fin and the mounting module are made of the same material.
フィンと取付モジュールとを異なる材質にしてなること
を特徴とするヒートシンクの製造装置又は製造法。5. The manufacturing apparatus or method according to claim 1, wherein the plate fin and the mounting module are made of different materials.
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Cited By (6)
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| CN111590044A (en) * | 2020-06-16 | 2020-08-28 | 辽宁科技大学 | Manufacturing method of copper-aluminum combined 5G antenna radiator |
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1996
- 1996-08-15 JP JP21581496A patent/JP3611930B2/en not_active Expired - Fee Related
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